Para tener un motor lineal de accionamiento directo sin algunos de los comportamientos de los motores de tipo de núcleo de hierro, se crearon los motores de canal en U. La ausencia de hierro en las zonas cruciales del motor es una de sus principales características. Esto elimina el cogging y la relación fuerza-corriente no lineal provocada por la saturación magnética. Se ha agregado al motor un segundo conjunto de imanes permanentes en una disposición de doble cara para mejorar la cantidad de fuerza que puede producir. Además, la placa de fuerza no ferrosa, que normalmente está construida de aluminio, tiene bobinas electromagnéticas adheridas con epoxi.
El motor de canal en U ofrece ventajas y desventajas que el diseñador debe tener en cuenta al elegir un motor, al igual que el motor de núcleo de hierro. Dependiendo del espacio disponible, este tipo de motor se puede colocar en posición vertical u horizontal y normalmente tiene una forma rectangular. Para caber en lugares con una cantidad restringida de altura, el motor puede tener un diseño bajo y plano. La falta de engranajes del tipo de motor de canal en U es otro beneficio. Hay algunos inconvenientes en el motor de canal en U, como los hay con todo.
Dos pistas magnéticas paralelas con la fuerza entre las placas están enfrentadas en motores lineales de canal en U. Un sistema de rodamiento soporta el forzador en la pista magnética. Debido a que los forzadores no tienen hierro, no se producen fuerzas atractivas o disruptivas entre el forzador y la pista del imán. Debido a que el ensamblaje de la bobina sin hierro tiene poca masa, puede acelerar muy rápidamente.
El devanado de la bobina suele ser trifásico y utiliza conmutación sin escobillas. El motor puede recibir refrigeración por aire adicional, e incluso hay variantes refrigeradas por agua disponibles para aumentar el rendimiento. Debido a que los imanes están dispuestos en un canal en forma de U y uno frente al otro, este diseño es más adecuado para minimizar la fuga de flujo magnético. Además, el diseño reduce la posibilidad de daño por la fuerte atracción magnética.
La longitud del sistema de gestión de cables, la longitud disponible del codificador y la capacidad de hacer estructuras grandes y planas son los únicos factores que limitan la longitud operativa de las pistas magnéticas, que se pueden combinar para mejorar la duración del viaje.
Ventajas
- Menor rigidez inherente: en comparación con los otros dos tipos de motores, la rigidez inherente del motor es mucho menor cuando las bobinas están unidas al forzador a través de un moldeado de epoxi. Este es el resultado de la rigidez del material epoxi y el factor de forma de las bobinas electromagnéticas. La orientación de las bobinas debe presentar una forma más débil en la dirección de generación de fuerza para que se enganchen con los imanes permanentes. Uno de los factores que contribuyen a la menor fuerza de salida de los motores de canal en U en comparación con los motores de núcleo de hierro es su rigidez reducida.
- Disipación de calor reducida: al eliminar el hierro de las regiones magnéticamente activas del motor, se instala una segunda fila de imanes, lo que aumenta la salida de fuerza del motor. Esta segunda fila de imanes se crea utilizando una construcción de canal en U. El flujo de aire en los serpentines, donde se produce calor, se reduce mediante el uso del canal en U y los serpentines que se alojan en el interior durante el funcionamiento. Además, en comparación con el hierro, el sistema de montaje de epoxi tiene una conductividad térmica extremadamente baja. El transporte de calor reducido es el resultado de estas dos causas. Para controlar la acumulación de calor en el motor debido a esta transferencia de calor limitada, con frecuencia se incluye un disipador de calor.
- Temperatura de funcionamiento más baja: el entorno operativo del motor está limitado por la baja transferencia de calor del motor desde las áreas que producen el calor. El montaje de las bobinas es el culpable de esto. Los epoxis y los plásticos son una clase de materiales con bajas temperaturas de funcionamiento. Aunque es posible que no se enciendan a las temperaturas típicas de otros motores, perderán gran parte de la rigidez y resistencia de su material a estas altas temperaturas. Los motores de canal en U funcionan a temperaturas más bajas que otros tipos de motores lineales para preservar la integridad y el rendimiento del motor.
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